CN107256746A - 片式热敏电阻器的制造方法与片式热敏电阻器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种片式热敏电阻器的制造方法与片式热敏电阻器，涉及电子元器件领域。首先在一陶瓷基板背面的预设定的区域形成第一金属电极层；再在陶瓷基板的正面压合温度敏感箔材层；然后对温度敏感箔材层进行刻蚀，以使温度敏感箔材层的表面形成图形化电阻图样；接着在图形化电阻图样的电极区域形成第二金属电极层，在图形化电阻图样的电阻图样功能区域布置串并联的电阻线条；最后由内到外在温度敏感箔材层外依次封装保护层与包封层；由内到外在陶瓷基板的两端依次形成侧电极层、阻挡层以及焊接层。该片式热敏电阻器的电阻温度系数可达到5500～6500ppm/K左右；电阻温度系数容差在±200ppm/K左右，线性度好。

Description

片式热敏电阻器的制造方法与片式热敏电阻器

技术领域

本发明涉及电子元器件领域，具体而言，涉及一种片式热敏电阻器的制造方法与片式热敏电阻器。

背景技术

热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(NTC)。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器(PTC)在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器(NTC)在温度越高时电阻值越低，它们同属于敏感性元件。

目前市场上的线性正温度系数热敏电阻器多采用两种工艺，其中一种采用印刷的方式将特种电阻浆料印刷在基板上形成热敏电阻的厚膜工艺，另外一种采用溅射的方式将具有敏感性质的金属溅射在基板上形成热名电阻的薄膜工艺。目前采用这两种方式制作的热敏电阻的电阻温度系数多在3000～4000ppm/K左右，电阻温度系数低，电阻温度系数容差在±500ppm/K左右，容差大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种片式热敏电阻器的制造方法与片式热敏电阻器，其旨在改善上述的问题。

本发明提供一种技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种片式热敏电阻器制造方法，所述片式热敏电阻器制造方法包括：

在一陶瓷基板背面的预设定的区域形成第一金属电极层；

在所述陶瓷基板的正面压合温度敏感箔材层；

对所述温度敏感箔材层进行刻蚀，以使所述温度敏感箔材层的表面形成图形化电阻图样；

在所述图形化电阻图样的电极区域形成第二金属电极层，在所述图形化电阻图样的电阻图样功能区域布置串并联的电阻线条；

由内到外在温度敏感箔材层外依次封装保护层与包封层；

由内到外在所述陶瓷基板的两端依次形成侧电极层、阻挡层以及焊接层。

进一步地，在所述由内到外在温度敏感箔材层外依次封装保护层与包封层的步骤之前，所述片式热敏电阻器制造方法还包括：

对当前电阻的阻值进行调阻。

进一步地，对当前电阻的阻值进行调阻的方法包括：

在所述电阻图样功能区域设置有多个电阻调整点；

利用一检测终端识别电阻的当前阻值，并依据电阻的当前阻值以及预设的目标阻值确定需要调整的电阻调整点；

调节所述电阻调整点以使检测终端识别的当前阻值达到目标阻值。

进一步地，所述温度敏感箔材层的表面形成有多个排成一列的图形化电阻图样，在所述由内到外在所述陶瓷基板的两端依次形成侧电极层、阻挡层以及焊接层的步骤之前，所述方法还包括：

对所述陶瓷基板进行折粒。

进一步地，所述温度敏感箔材层的表面形成有多个阵列式排列的图形化电阻图样，在所述由内到外在所述陶瓷基板的两端依次形成侧电极层、阻挡层以及焊接层的步骤之前，所述方法还包括：

对所述陶瓷基板进行裂条；

在每个裂条后的条状的陶瓷基板的两端形成侧电极层；

对裂条后的且形成有所述侧电极层的陶瓷基板进行折粒；

在每个折粒后的陶瓷基板上的侧电极层外形成阻挡层；

在每个所述阻挡层外形成焊接层。

进一步地，所述在一陶瓷基板背面的预设定的区域形成第一金属电极层的步骤包括：

通过溅射或蒸镀或丝网印刷的方式在所述陶瓷基板背面的预设定的区域形成第一金属电极层。

进一步地，所述对所述温度敏感箔材层进行刻蚀，以使所述温度敏感箔材层的表面形成图形化电阻图样的步骤包括：

通过干法刻蚀或化学刻蚀或电化学刻蚀的方式对所述温度敏感箔材层进行刻蚀，以使所述温度敏感箔材层的表面形成图形化电阻图样。

第二方面，本发明实施例还提供了一种片式热敏电阻器，所述片式热敏电阻器包括陶瓷基板、保护层、包封层、侧电极层、阻挡层以及焊接层，所述陶瓷基板的背面的预设定的区域均形成有第一金属电极层，所述陶瓷基板的正面压合有温度敏感箔材层，所述温度敏感箔材层的两侧形成有第二金属电极层，在所述温度敏感箔材层的电阻图样功能区域布置有串并联的电阻线条；所述温度敏感箔材层外封装有保护层，所述保护层外封装有包封层；所述陶瓷基板的两端形成有侧电极层，每个所述侧电极层外形成有阻挡层，所述阻挡层外形成有焊接层，且整个所述片式热敏电阻器的厚度在预设定的阈值范围内。

进一步地，每个所述侧电极层均为银涂层，每个所述阻挡层均为镍涂层，每个所述焊接层为锡铅涂层。

进一步地，整个所述片式热敏电阻器的厚度小于1mm。

本发明提供的片式热敏电阻器的制造方法与片式热敏电阻器的有益效果是：首先在一陶瓷基板背面的预设定的区域形成第一金属电极层；再在所述陶瓷基板的正面压合温度敏感箔材层；然后对所述温度敏感箔材层进行刻蚀，以使所述温度敏感箔材层的表面形成图形化电阻图样；接着在所述图形化电阻图样的电极区域形成第二金属电极层，在所述图形化电阻图样的电阻图样功能区域布置串并联的电阻线条；最后由内到外在温度敏感箔材层外依次封装保护层与包封层；由内到外在所述陶瓷基板的两端依次形成侧电极层、阻挡层以及焊接层。片式热敏电阻器的制造方法形成的片式热敏电阻器电阻温度系数可达到5500～6500ppm/K左右；电阻温度系数容差在±200ppm/K左右，线性度好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的片式热敏电阻器的制造方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的片式热敏电阻器在折粒后的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的片式热敏电阻器安装完毕后的横截面示意图。

图标：101-陶瓷基板；102-第一金属电极层；103-温度敏感箔材层；104-第二金属电极层；105-电阻线条；106-保护层；107-包封层；108-侧电极层；109-阻挡层；110-焊接层。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

请参阅图1，本实施例提供了一种片式热敏电阻器制造方法，所述片式热敏电阻器制造方法包括：

步骤S101：在一陶瓷基板101背面的预设定的区域形成第一金属电极层102。

陶瓷基板101具有优良电绝缘性能与高导热特性以及高的附着强度，并可像PCB板一样能刻蚀出各种图形，具有很大的载流能力。因此，陶瓷基板101可以作为大功率电力电子电路结构技术和互连技术的基础材料。本实施例中，可通过但不限于溅射或蒸镀或丝网印刷的方式在所述陶瓷基板101背面的预设定的区域形成第一金属电极层102。

步骤S102：在所述陶瓷基板101的正面压合温度敏感箔材层103。

本实施例中，温度敏感箔材层103为随着温度变化引起导电率、导热系数、折射率等性质的变化的箔材层，例如，可以采用纯镍箔材层、铂箔材层、铜与康铜的合金箔材层。本实施例中，优选采用纯镍箔材层。

步骤S103：对所述温度敏感箔材层103进行刻蚀，以使所述温度敏感箔材层103的表面形成多个图形化电阻图样。

本实施例中，通过但不限于干法刻蚀或化学刻蚀或电化学刻蚀(例如，还可以为湿法刻蚀的方式对所述温度敏感箔材层103进行刻蚀，以使所述温度敏感箔材层103的表面形成图形化电阻图样。刻蚀的方式为先通过光刻将光刻胶进行光刻曝光处理，然后通过其它方式实现腐蚀处理掉所需除去的部分。例如，干法刻蚀是采用等离子体进行薄膜刻蚀的技术；湿法刻蚀是将刻蚀材料浸泡在腐蚀液内进行腐蚀的技术。

步骤S104：在所述图形化电阻图样的电极区域形成第二金属电极层104，在所述图形化电阻图样的电阻图样功能区域布置串并联的电阻线条105。

本实施例中，第二金属电极层104尽量采用电阻率较小的金属材质制作。本实施例中，图形化金属图样包括两个第二金属电极，两个第二金属电极分别位于图形化电阻图样的相对的两侧。需要说明的是，本实施例中，在所述电阻图样功能区域设置有多个电阻调整点。

步骤S105：对当前电阻的阻值进行调阻。

具体地，本实施例中，调阻的具体方式可以为：

利用一检测终端识别电阻的当前阻值，并依据电阻的当前阻值以及预设的目标阻值确定需要调整的电阻调整点；调节所述电阻调整点以使检测终端识别的当前阻值达到目标阻值。

本实施例中，可将每个电阻调整点可增加的阻值依次降低，可以实现精确的调阻，通过激光对电阻调整点进行熔化或人工利用钢针对电阻调整点进行调整，从而使得电阻调整点将原本串联的电阻线进行变成并联，从而可以达到调阻的目的。

步骤S106：由内到外在温度敏感箔材层103外依次封装保护层106与包封层107。

保护层106用于保护刻蚀好的温度敏感箔材层103，包封层107用于对内部的保护层106及温度敏感箔材层103进行固定与保护。

步骤S107：由内到外在所述陶瓷基板101的两端依次形成侧电极层108、阻挡层109以及焊接层110。

为了提高制作陶瓷基板101的片式热敏电阻器，步骤S101～S106提供的陶瓷基板101的面积较大，可以用于同时制作多个片式热敏电阻器。因此，步骤S107包括：

步骤S1071：对所述陶瓷基板101进行裂条。

温度敏感箔材层103的表面形成有多个阵列式排列的图形化电阻图样。对陶瓷基板101进行裂条后，生成多个包含一列图形化电阻图样的条形的陶瓷基板101。

步骤S1072：在每个裂条后的条状的陶瓷基板101的两端形成侧电极层108。

本实施例中，侧电极层108采用银涂层或铜涂层或其他一些电阻率较低的金属涂层。对每个裂条后的条状的陶瓷基板101的两端统一形成侧电极层108，与逐个对单个的陶瓷基板101形成侧电极层相比，提高了制作片式热敏电阻器的效率。本实施例中，可以利用激光切割的方式对陶瓷基板101进行裂条。

步骤S1073：对裂条后的且形成有所述侧电极层108的陶瓷基板101进行折粒。

本实施例中，如图2所示，可以利用激光切割的方式对陶瓷基板101进行折粒，折粒后变形成一个个独立的片式热敏电阻器。

步骤S1074：在每个折粒后的陶瓷基板101上的侧电极层108外形成阻挡层109。

本实施例中，可以利用电镀的方式在侧电极层108外形成阻挡层109，每个所述阻挡层109均可以采用镍涂层。

步骤S1075：在每个所述阻挡层109外形成焊接层110。

本实施例中，可以利用电镀的方式在侧电极层108外形成焊接层110，每个焊接层110可以采用锡铅涂层或纯锡涂层，在此不做限制。

利用上述裂条、折粒的方法最终可以一次性形成多个片式热敏电阻器，从而提高制作片式热敏电阻器的效率。

请参阅图3，本发明实施例还提供了一种片式热敏电阻器，片式热敏电阻器包括陶瓷基板101、保护层106、包封层107、侧电极层108、阻挡层109以及焊接层110。陶瓷基板101的背面的预设定的区域均形成有第一金属电极层102，陶瓷基板101的正面压合有温度敏感箔材层103。温度敏感箔材层103的两侧形成有第二金属电极层104，在温度敏感箔材层103的电阻图样功能区域布置有串并联的电阻线条105。温度敏感箔材层103外封装有保护层106，保护层106外封装有包封层107。陶瓷基板101的两端形成有侧电极层108，每个侧电极层108外形成有阻挡层109，阻挡层109外形成有焊接层110。

本实施例中，每个侧电极层108均为银涂层，每个阻挡层109均为镍涂层，每个焊接层110为锡铅涂层。且整个片式热敏电阻器的厚度在预设定的阈值范围内，本实施例中，整个片式热敏电阻器的厚度小于1mm。

经发明人试验，以10个阻值为1.35Ω，精度为5％的片式热敏电阻器进行TCR测试，测试数据如表1所示。

表1

本发明提供的片式热敏电阻器的制造方法与片式热敏电阻器的有益效果是：首先在一陶瓷基板101背面的预设定的区域形成第一金属电极层102；再在陶瓷基板101的正面压合温度敏感箔材层103；然后对所述温度敏感箔材层103进行刻蚀，以使所述温度敏感箔材层103的表面形成图形化电阻图样；接着在所述图形化电阻图样的电极区域形成第二金属电极层104，在所述图形化电阻图样的电阻图样功能区域布置串并联的电阻线条105；最后由内到外在温度敏感箔材层103外依次封装保护层106与包封层107；由内到外在所述陶瓷基板101的两端依次形成侧电极层108、阻挡层109以及焊接层110。片式热敏电阻器的制造方法形成的片式热敏电阻器的厚度低，满足了现在市场上器件小型化的需求，重复测量性好、产品精度高、温漂低、噪声低、高频特性良好，无感无容，线性度好，可靠性高并且方便焊接，并且占用面积小，型号多，阻值范围可达几百千欧姆，精度达到了0.005％的水平，广泛应用于高精密仪器仪表等设备，并且电阻温度系数可达到5500～6500ppm/K左右；电阻温度系数容差在±200ppm/K左右。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种片式热敏电阻器制造方法，其特征在于，所述片式热敏电阻器制造方法包括：

在一陶瓷基板背面的预设定的区域形成第一金属电极层；

在所述陶瓷基板的正面压合温度敏感箔材层；

对所述温度敏感箔材层进行刻蚀，以使所述温度敏感箔材层的表面形成图形化电阻图样；

在所述图形化电阻图样的电极区域形成第二金属电极层，在所述图形化电阻图样的电阻图样功能区域布置串并联的电阻线条；

由内到外在温度敏感箔材层外依次封装保护层与包封层；

由内到外在所述陶瓷基板的两端依次形成侧电极层、阻挡层以及焊接层。

2.根据权利要求1所述的片式热敏电阻器制造方法，其特征在于，在所述由内到外在温度敏感箔材层外依次封装保护层与包封层的步骤之前，所述片式热敏电阻器制造方法还包括：

对当前电阻的阻值进行调阻。

3.根据权利要求2所述的片式热敏电阻器制造方法，其特征在于，对当前电阻的阻值进行调阻的步骤包括：

在所述电阻图样功能区域设置有多个电阻调整点；

利用一检测终端识别电阻的当前阻值，并依据电阻的当前阻值以及预设的目标阻值确定需要调整的电阻调整点；

调节所述电阻调整点以使检测终端识别的当前阻值达到目标阻值。

4.根据权利要求1所述的片式热敏电阻器制造方法，其特征在于，所述温度敏感箔材层的表面形成有多个排成一列的图形化电阻图样，在所述由内到外在所述陶瓷基板的两端依次形成侧电极层、阻挡层以及焊接层的步骤之前，所述方法还包括：

对所述陶瓷基板进行折粒。

5.根据权利要求1所述的片式热敏电阻器制造方法，其特征在于，所述温度敏感箔材层的表面形成有多个阵列式排列的图形化电阻图样，在所述由内到外在所述陶瓷基板的两端依次形成侧电极层、阻挡层以及焊接层的步骤之前，所述方法还包括：

对所述陶瓷基板进行裂条；

在每个裂条后的条状的陶瓷基板的两端形成侧电极层；

对裂条后的且形成有所述侧电极层的陶瓷基板进行折粒；

在每个折粒后的陶瓷基板上的侧电极层外形成阻挡层；

在每个所述阻挡层外形成焊接层。

6.根据权利要求1所述的片式热敏电阻器制造方法，其特征在于，所述在一陶瓷基板背面的预设定的区域形成第一金属电极层的步骤包括：

通过溅射或蒸镀或丝网印刷的方式在所述陶瓷基板背面的预设定的区域形成第一金属电极层。

7.根据权利要求1所述的片式热敏电阻器制造方法，其特征在于，所述对所述温度敏感箔材层进行刻蚀，以使所述温度敏感箔材层的表面形成图形化电阻图样的步骤包括：

通过干法刻蚀或化学刻蚀或电化学刻蚀的方式对所述温度敏感箔材层进行刻蚀，以使所述温度敏感箔材层的表面形成图形化电阻图样。

8.一种片式热敏电阻器，其特征在于，所述片式热敏电阻器包括陶瓷基板、保护层、包封层、侧电极层、阻挡层以及焊接层，所述陶瓷基板的背面的预设定的区域均形成有第一金属电极层，所述陶瓷基板的正面压合有温度敏感箔材层，所述温度敏感箔材层的两侧形成有第二金属电极层，在所述温度敏感箔材层的电阻图样功能区域布置有串并联的电阻线条；所述温度敏感箔材层外封装有保护层，所述保护层外封装有包封层；所述陶瓷基板的两端形成有侧电极层，每个所述侧电极层外形成有阻挡层，所述阻挡层外形成有焊接层，且整个所述片式热敏电阻器的厚度在预设定的阈值范围内。

9.根据权利要求8所述的片式热敏电阻器，其特征在于，每个所述侧电极层均为银涂层，每个所述阻挡层均为镍涂层，每个所述焊接层为锡铅涂层。

10.根据权利要求8所述的片式热敏电阻器，其特征在于，整个所述片式热敏电阻器的厚度小于1mm。